菊花状纳米Bi_2WO_6的制备及可见光催化性能研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,采用水热法制备了具有特殊空间结构的纳米Bi2WO6样品。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、紫外-可见光漫反射光谱等手段对样品进行表征,并研究了纳米Bi2WO6样品对甲基橙的可见光催化降解性能。结果表明,纳米Bi2WO6样品是由长约100～200nm,宽约30～40nm,厚约20nm的扁平状长条形小颗粒组成的具有菊花状、中空疏松的聚集体。样品的紫外-可见光吸收边发生了红移现象,禁带宽度变窄为2.61ev。样品对甲基橙具有较强可见光催化降解活性。

纳米Bi_2WO_6空心球的制备及光学性能

以Na2WO4.2H2O和Bi(NO3)3.5H2O为原料,PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和NaOH为添加剂,乙醇、冰乙酸和去离子水的混合溶液为溶剂,使用水热法制备出空心球状Bi2WO6纳米结构。采用XRD、SEM、TEM和UV-vis吸收光谱分析等手段对纳米Bi2WO6空心球进行了表征。结果表明:纳米Bi2WO6空心球的生长过程符合成核-溶解-再结晶的机制;NaOH和PVP的浓度对最终纳米空心球的形成起了关键性的作用。

Au纳米粒子表面等离子共振效应(SPR)增强Au/Bi_2WO_6异质纳米结构的光催化活性

采用水热-光还原法在三维Bi_2WO_6的二级结构纳米片表面原位沉积Au纳米粒子(Au NPs),成功获得了具有可见光响应活性的Au/Bi_2WO_6异质光催化剂,并借助XRD、FE-SEM、HR-TEM、XPS和UV-Vis-DRS谱等手段对其物相组成、形貌和光吸收特性进行表征,以罗丹明B(Rh B)和苯酚为模型污染物对其光催化性能进行研究。实验结果表明,与纯Bi_2WO_6相比,所得Au/Bi_2WO_6异质纳米结构对染料降解具有较高的活性,当Au负载量为1.5at%时,Au/Bi_2WO_6复合催化剂的催化活性最好,其光催化降解Rh B和苯酚的表观速率常数分别是纯Bi_2WO_6的1.5倍和2.2倍。自由基捕获实验表明,光生空穴(h+)和?O2–是Rh B在Au/Bi_2WO_6催化材料上光催化降解的主要活性物种。机理分析表明,Au/Bi_2WO_6活性增强归因于光生电子从Bi_2WO_6的导带向Au NPs表面迁移,降低光生电子–空穴对的复合率,同时,Au NPs的等离子共振效应(SPR)拓展了催化剂在可见光区的响应范围,从而显著提高了Au/Bi_2WO_6异质光催化的剂活性。Au NPs修饰Bi_2WO_6异质催化剂光太阳能驱动在污水处理方面具有潜在应用。

不同pH值条件合成纳米Bi_2WO_6及其可见光下活性研究

以水热法合成了Bi_2WO_6纳米花状球,并考察了不同pH值的制备条件下对Bi_2WO_6晶形、形貌、孔径分布、光学性质及催化性能的影响。表征和催化结果表明:在pH值为1的制备条件下,Bi_2WO_6样品为内部有致密空隙的花球,随着pH值的升高,Bi_2WO_6的内部孔径变得越来越疏松,当pH值达到7时变为片状;在pH为1、3、5、7条件下合成出的Bi_2WO_6的带隙能在2.14~2.26 e V范围内;光降解Rh B的性能从大到小顺序为pH=7,pH=5,pH=3,pH=1,主要是由于在pH=7制备条件下制备出的Bi_2WO_6衍射峰最强,粉体的晶型发育完整,结晶度高,对Rh B的降解率最高。

Bi_2WO_6纳米晶的制备、表征及光催化性能

以硝酸铋、钨酸钠等为原料,利用水热法在150℃下反应24h得到Bi2WO6纳米晶。X射线粉末衍射结果表明,所制备的Bi2WO6属于正交晶系,晶胞参数为a=5.457,b=16.435及c=5.438。XPS结果表明所制造的Bi2WO6纯度较高。研究了分别以水、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇为溶剂时所制备Bi2WO6样品在可见光激发下对罗丹明B的降解活性,结果表明,以乙二醇为溶剂时,Bi2WO6光催化活性最佳,主要是由于在乙二醇中制备的Bi2WO6分散性好,粒径小,对紫外-可见光具有较大波长范围的吸收所致。另外,研究了以水为溶剂时溶液pH及添加表面活性剂等对所制备Bi2WO6光催化活性的影响,结果表明,反应温度为140～150℃,pH在1.0附近及添加SDS后所制备Bi2WO6光催化活性较佳。荧光光谱分析发现,添加表面活性剂的样品发射荧光的强度较弱,表明载流子复合程度低,因而光催化效率高。

可见光下Bi2WO6纳米片高效光降解四环素的机理研究

作为一种窄带隙半导体材料,Bi2WO6在光催化降解有机污染物上具有很大的应用潜力。研究采用水热法合成了Bi2WO6纳米片,并在可见光照射下研究其对四环素的光催化降解。利用XRD、FESEM、TEM、吸收光谱等对材料进行结构和形貌的表征。实验发现,在pH=8的四环素溶液中加入50 mg Bi2WO6纳米片,可见光照射130 min后,85%的四环素(50 mL,50 mg/L)被降解。实验还研究了Bi2WO6纳米片光电化学性质,通过加入不同的自由基捕获剂研究了光催化降解四环素的反应机理。结果表明,Bi2WO6纳米片具有较高的电子密度和电子空穴分离效率是其具有良好光催化性能的原因。

Bi2WO6/TiO2纳米带的制备及其可见光催化性能

以TiO2 P25纳米颗粒为原料,通过碱-水热法制备TiO2纳米带,再采用水热法成功制备出Bi2WO6/TiO2纳米带材料.利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)以及透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)分别对该材料的物相和形貌进行了分析,并研究了其在可见光下的光催化的性能和催化机理.研究结果表明:制备出的Bi2WO6纳米带通过分子间作用力成功负载在TiO2纳米带上.制备出的Bi2WO6/TiO2在可见光下具有优越的光催化性能,这归因于材料较好的光生电子-空穴分离效率以及材料特定的物理性质,不仅为光催化反应提供了丰富的活性位点,还有效促进了电子的轴向迁移率.

Pt@rGO-Bi_2WO_6/FTO复合材料的制备及其光电催化甲醇氧化性能

采用水热法在导电玻璃(FTO)基体上制得钨酸铋垂直纳米片(Bi_2WO_6/FTO)后,再分别采用热还原法和光沉积法负载还原氧化石墨烯(r GO)和铂颗粒,制备得到r GO-Bi_2WO_6/FTO,PtBi_2WO_6/FTO和Pt@r GO-Bi_2WO_6/FTO等复合材料.通过测试这些复合材料的紫外-可见(UV-vis)漫反射光谱,发现引入r GO层和负载铂纳米颗粒,都明显拓展复合材料的太阳光吸收范围.光电催化甲醇氧化的测试结果表明:Pt@r GO-Bi_2WO_6/FTO电极具有比Pt-Bi_2WO_6/FTO电极更强的光电催化活性和更优的抗CO中毒性.这是因为引入还原氧化石墨烯,提高了复合材料电极的导电性;同时可以作为铂纳米颗粒的支撑材料,为甲醇分子在电极表面提供更多的吸附位点.

负载型纳米Bi_2WO_6/AC的制备及在可见光下降解邻硝基苯酚

采用水热法在160℃条件下以活性炭(AC)为载体合成了光催化剂Bi2WO6/AC,用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描电镜(SEM)对催化剂进行了表征.同时,以邻硝基苯酚为目标污染物,在可见光照射下,讨论了催化剂用量、溶液的pH、污染物初始浓度等因素对催化剂光催化活性的影响.结果表明,当[Bi2WO6/AC]=5g·L-1、pH=5、[邻硝基苯酚]0=100mg·L-1时,催化剂可见光降解活性最好,60min后邻硝基苯酚的降解率可达到99.81%.